Đồ án Tìm hiểu quy trình công nghệ sản suất sữa chua 6 tấn ngày

Ngày nay, khi chất lượng cuộc sốngngày càng được nâng cao, người tiêu dùng càng quan tâm đến sức khỏe của mìnhhơn và sữa chua là một trong số nhiều sản phẩm được người tiêu dùng hướng đế

GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG

TP HCM

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦUSữa là sản phẩm cung cấp gần như đầy đủ chất dinh dưỡng cho con người Vìvậy nó là nguồn thực phẩm rất quan trọng và không thể thiếu đối với con người.Đặc biệt sản phẩm yaourt rất có lợi cho hệ tiêu hóa Do đó, cùng với sự phát triểncủa ngành công nghiệp thực phẩm nói chung, công nghiệp chế biến sữa nói riêngcũng đã và đang phát triển.

Sữa chua ngày nay đã trở thành một sản phẩm phổ biến trên thị trường và đượcmọi người ưa thích Không những thơm ngon, bổ dưỡng mà sữa chua còn đem lạimột số lượng lớn lợi khuẩn cho đường ruột Ngày nay, khi chất lượng cuộc sốngngày càng được nâng cao, người tiêu dùng càng quan tâm đến sức khỏe của mìnhhơn và sữa chua là một trong số nhiều sản phẩm được người tiêu dùng hướng đến

để cải thiện sức khỏe bản thân

Trong những năm gần đây, sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường tiêu thụrộng lớn trên khắp thế giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ vìgiá trị dinh dưỡng mà còn các ưu điểm như giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng

và đặc biệt là hương vị đặc trưng mà các vi sinh vật lên men lactic trên sữa manglại cho sữa chua

Với những lợi ích về dinh dưỡng cũng như giá trị kinh tế to lớn mà sữa chuađem lại, không gì ngạc nhiên khi sữa chua trở thành một trong những đề tài nghiêncứu đáng quan tâm Để hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất sữa chua cũng như cáchtính toán nguyên liệu, thành phẩm Vì vậy em quyết định chọn đề tài “Tìm hiểuquy trình công nghệ sản xuất sữa chua 6 tấn/ngày”

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CỦA SỮA CHUA

1.1 Tổng quan về sữa chua:

Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện cáchđây hàng ngàn năm Ngày xưa, người ta nuôi dê và cừu rồi lấy sữa của chúng dựtrữ trong các bầu chứa nước, đến thời tiết ấm áp, sữa được dữ trữ trở nên vón cục

Và điều này đã khởi đầu cho kỷ nguyên của thực phẩm sữa chua

Sữa chua (còn gọi là yogourt, yogout, yoghurt) là sản phẩm lên men dạng bánrắn, được sử dụng rộng rãi vì hương vị, tính chất dinh dưỡng của nó, khả năng tiêuhóa cao, dễ hấp thu và rất tốt cho đường ruột

Sử dụng các sản phẩm sữa lên men có tác dụng kích thích sự tiết dịch vị, kíchthích trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế sự phát triển của visinh vật gây thối ở ruột

Sữa chua có thể sản xuất từ các nguồn sữa khác nhau: sữa tươi Sữa tách béo,sữa đặc, sữa bột, …

Thị trường sữa chua Việt Nam sẽ phát triển mạnh trong thời gian tới

Các sản phẩm sữa chua tại thị trường Việt rất có tiềm năng phát triển Theo sốliệu thống kê của Euromonitor International, doanh thu từ sữa chua tại Việt Namnăm 2010 đạt 3.300 tỷ đồng, năm 2012 là 5.737 tỷ đồng, còn qua năm 2013 ướcđạt khoảng 12.465 tỷ đồng Sự tăng trưởng này cho thấy xu hướng người tiêu dùngngày càng chú trọng về các sản phẩm sữa chua Đây cũng là cơ hội tốt cho cácdoanh nghiệp cung cấp và sản xuất sữa chua tại Việt Nam

1.2 Phân loại sữa chua:

1.2.1 Dựa vào bản chất vật lý của sản phẩm:

a. Yogourt truyền thống (set type):

Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu khi được

xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì Quá trình lên men diễn ra trong bao bìlàm xuất hiện khối đông (coagulum) và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm

b. Yogourt dạng khuấy (stirred type):

Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy một phần do

sự khuấy trộn cơ học Yogourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồngnhất như sản phẩm truyền thống

c. Yogourt uống (drinking type) hay yogourt dạng lỏng:

Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn.Sau quá trình lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hay phương phápđồng hóa để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sảnphẩm

Hình 1: Một số sản phẩm sữa chua dạng uống.

d. Yogourt đông lạnh (frozen type):

Sản phẩm có dạng tương tự như kem Quá trình lên men sữa sẽ được thực hiệntrong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lý vàlạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói

e. Yogourt cô đặc (strained yogourt):

Quá trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như lên men, cô đặc, làmlạnh, bao gói Trong quá trình cô đặc người ta tách bớt huyết thanh ra khỏi sảnphẩm

1.2.2 Dựa vào cơ sở thành phần hóa học hoặc hàm lượng béo:

Một phân loại khác cho yaourt là dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm.Lượng chất béo trong sản phẩm Lượng chất béo trong yaourt có thể dao động từ 0-10%, thông thường là từ 0,5 – 3,5%.Theo Tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nônglương FAO, sản phẩm yaourt có thể được chia thành ba nhóm:

− Yaour béo (fat yaourt)

− Yaourt bán gầy (partially skimmed yaourt)

− Yaourt gầy (skimmed yaourt)

a. Yogourt béo (fat yogourt):

Hàm lượng béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%

b. Yogourt “bán gầy” (partially skimmed yogourt):

Hàm lượng chất béo trong khoảng 0.5-3.0%

c. Yogourt gầy (skimmed yogourt):

Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0.5%

1.2.3 Dựa vào hương vị:

a. Tự nhiên: mùi của sản phẩm hình thành tự nhiên

b. Trái cây: trái cây các loại như thơm, dâu, sơ ri, táo,… được bổ sung vào yogourt

thường dưới dạng purée

Hình 3: Sữa chua TH true milk hương trái cây

Hình 4: Sữa chua Vinamilk hương trái cây

c. Hương liệu: một số sản phẩm còn được bổ sung hương liệu và chất màu trong quá

trình sản xuất

1.3 Một số lơi ích của sữa chua:

Trong 100g sữa chua chứa khoảng:

− 100Kcal (bằng khoảng chén cơm hay 2 trái chuối xanh)

− Chất đường (15,4g)

− Chất đạm (3,1g)

− Chất béo (3g)

− Canxi và một số loại vitamin

a. Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột:

Mỗi hộp sữa chua đều có các men vi sinh có ích sống trong đường tiêu hóa.Điều này giúp hạn chế các vi sinh vật gây hại có thể gây nhiễm trùng đường ruột,

vì vậy tích cực ăn nhiều sữa chua để nhận được nhiều men vi sinh có ích giúp điềuchỉnh tiêu hóa hoặc tăng cường hệ thống miễn dịch

b. Giảm kích thước vòng eo:

Ăn sữa chua đều đặn hàng ngày có thể giảm kích thước vòng eo Được biếtnhững người ăn nhiều sữa chua khi kết hợp cùng chế độ cắt giảm số lượng calogiúp giảm 22% kích cỡ vòng eo so với những người ăn kiêng đã bỏ qua các bữa ănnhẹ với sữa chua

c. Chứa nhiều các vitamin:

Ăn sữa chua giúp cung cấp một nguồn quan trọng của kali, riboflavin, phốt pho,iốt, kẽm và vitamin B5 Sữa chua cũng chứa B12 giúp duy trì các tế bào máu đỏ vàgiữ cho hệ thống thần kinh hoạt động tốt Những vitamin B12 này được tìm thấychủ yếu ở các sản phẩm động vật, chẳng hạn như thịt gà và cá vì thế nó cung cấpnhiều dưỡng chất Các vitamin D có trong sữa chua không phải là tự nhiên, nhưng

nó giúp tăng cường hấp thu canxi cho cơ thể

d. Khôi phục sức khỏe nhanh hơn:

Với tỷ lệ đạm và carbohydrates cao, sữa chua còn giàu protein cao nên nó đượccoi là một bữa ăn nhẹ rất tốt cho cơ thể những lúc mệt mỏi hoặc ăn sau khi luyệntập thể dục thể thao Ngoài ra, các protein trong sữa chua cũng có thể giúp tănglượng nước hấp thụ ruột, cải thiện tình trạng ẩm hóa cho làn da

e. Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp:

Việc tiêu thụ muối mỗi ngày bằng cách này hay cách khác theo thời gian đều có thểdẫn đến tăng huyết áp, suy thận và bệnh tim Nhưng chỉ cần tiêu thụ sữa chua thìcác kali trong sữa chua có thể giúp xóa sạch một số natri dư thừa của cơ thể

II. NỘI DUNG CHÍNH

2.1 Tổng quan về nguyên liệu:

2.1.1 Nguyên liệu chính:

a. Sữa bò tươi:

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của con cái thuộc động vật có vú;cung cấp nguồn dinh dưỡng đầy đủ, thiết yếu để nuôi con trong giai đoạn đầu đời,trước khi con non có thể tiêu hoá các loại thức ăn khác

Sữa trong giai đoạn đầu (4 - 7 ngày) của chu kỳ sữa (chu kỳ sữa là khoảng thờigian từ khi bắt đầu tiết sữa - sau khi đẻ, đến khi kết thúc tiết sữa - cạn sữa)được gọi là sữa non Sữa non có thành phần khác rất nhiều

so với sữa thường, nó rất giàu protein, chất béo no,canxi, vitamin để con non dễ dàng hấp thu trong điều kiện

hệ tiêu hoá chưa phát triển; đặc biệt nó chứa kháng thể

từ cơ thể mẹ truyền sang, giúp con non chống chịu lạibệnh tật trong giai đoạn đầu khi cơ chế miễn dịch chưađược hoàn thiện Tuy nhiên, sữa non không được sử dụngtrong chế biến thành sữa thành phẩm do cấu trúc proteinyếu, dễ bị biến đổi do nhiệt (xử lí nhiệt là khâu đầu tiên trong chế biến tất cảcác loại sản phẩm sữa)

Con người đã biết cách chăn nuôi một

số loài động vật để khai thác sữa, phục vụ cho

nhu cầu tiêu dùng thực phẩm của mình từ lúc còn rất sơ khai Bò là loài động vật đầutiên được sử dụng với mục đích khai thác sữa, sau hàng ngàn năm thuần hoá và lai tạo,đến nay nhiều giống bò chuyên dụng sản xuất sữa đã được tạo ra Hiện tại, bò sữa làloài động vật sản xuất sữa phổ biết nhất, phần lớn sữa được sản xuất ra trên thế giới cónguồn gốc từ bò sữa Ngoài ra có thể kể đến một số loài động vật sản xuất sữa cũngkhá phổ biến như dê, cừu, trâu, tuy nhiên khả năng sản xuất sữa của các loài này nhỏhơn rất nhiều so với bò sữa

Ở nước ta, sữa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm.Sữa bò tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt Các yêu cầuquan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:

Hình 5: Sữa tươi

- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.

- Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage)

- Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin,…)

- Không chứa các enzyme

- Không chứa dư lượng hoá chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinhdụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa

Hai chỉ tiêu quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm lượng chấtkhô không béo

Tính chất vật lý của sữa bò:

- Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và môt số chấtkhoáng trong sữa tạo nên

- Sữa có màu trắng đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng beta - carotene

có trong chất béo của sữa

- Sữa có mùi đặc trưng, có vị ngọt nhẹ

- Có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau:

Thành phần hóa học của sữa bò tươi:

Thành phần hóa học của 1000ml sữa bò

Thành phần Hàm lượng % Thành phần Hàm lượng %

Nước 85 – 89 Các chất hoạt tính

sinh học Số lượng nhỏ

− Tổng hàm lượng chất khô:

Tổng các chất khô được hiểu là hàm lượng các chất còn lại trong sữa sau quátrình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng nước (dạng không liên kết) có trong sữa.Chất khô không béo là hiệu số giữa tống các chất khô và hàm lượng chất béotrong sữa Giá trị hàm lượng chất khô không béo trong sữa bò thường là 9, 1 %

− Đường lactose:

Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactoseliên kết với nhau tạo thành Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới 2 dạng - lactose và –lactose Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng này phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ củasữa Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên

Lactose là đường khử, độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với disaccharide vàmonosaccharide thường gặp, lactose có thể bị thủy phân bởi enzyme lactaza

Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành caramen Vì vậy khi khử trùng sữa, một phầnlactose bị caramen hoá nên sữa sẽ có màu sậm hơn sữa chưa khử trùng.

Ngoài lactose, trong sữa còn có galactose (20mg/l), glucose (hàm lượng trung bình70mg/l), các hợp chất glucid chứa N (hàm lượng thấp hoặc dạng vết)

− Hợp chất chứa nitơ

• Casein

Là những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có nhiều gốc acidglutamic và acid aspartic, là thành phần chủ yếu của protein sữa Casein tồn tại dướidạng micelle, mổi micelle chứa 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng(Ca, K, Mg, phosphate và citrate)

Hình 5: Sự tổ chức của micelle

Các micelle có hàm lượng – casein khá cao với đầu ưa nước luôn hướng rangoài, nếu lấy đi dầu ưa nước này hoặc giảm hàm lượng – casein thì cấu trúc micelletrở nên không ổn định, nếu có mặt cúa Ca2+ trong sữa thì các micelle sẽ liên kết lại vớinhau tạo nên hiện tượng đông tụ casein

Hàm lượng VSV trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đadạng và hoạt tính càng cao

được chia là 3 nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong đóprolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa

bò là 50µg/l, trong sữa non là 230µg/l

Hệ vi sinh vật trong sữa:

 Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa

- Bầu vú động vật cho sữa: đây là nơi có nhiều loài vi sinh vật khác nhau Chúng tồntại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào

tử Trong quá trình vắt sữa một số vi

sinh vật có thể bị rơi vào bình chứa làm

cho sữa bị nhiễm vi sinh vật Vì vậy, ta

cần vệ sinh bầu vú và các khu vực lân

cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn

chế số lượng vi sinh vật bị nhiễm vào

sữa

- Người và thiết bị vắt sữa: nếu vắt sữa bằng phương pháp thủ công, để hạn chế nhiễm

vi sinh vật, người vắt sữa phải có sức khoẻ tốt, không mắc bệnh truyền nhiễm, vệ sinh

cơ thể tốt, thao tác kỹ thuật đảm bảo vệ sinh Nếu quá trình vắt sữa bằng máy, cần chú

ý vệ sinh và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa

- Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa: vi sinh vật tồn tại ở khắp mọi nơi nên dễ dàng lâynhiễm vào sữa Do đó, cần phải đảm bảo vệ sinh môi trường nơi vắt sữa

- Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 25

- 47OC Để tồn tại trong môi trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chấtlactose

- Vi khuẩn Coliforms: nhóm vi khuẩn gram (-), kị khí tuỳ tiện, nhiệt độ sinh trưởngtối ưu 30 - 44OC Trong sữa, Coliforms sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic

và các acid hữu cơ khác, khí CO2… Chúng cũng phân giải protein trong sữa tạo racác sản phẩm khí làm sữa có mùi khó chịu, Coliforms bi tiêu diệt ở 75OC sau 20giây

- Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): vi khuẩn gram (+), kị khí bắt buộc.

Chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như axit butyric,butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2… Làm thay đổi thành phần hoá học và cảmquan của sữa

Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ Trong quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clotridium chịu nhiệt Cho nên phải

dùng các giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn

- Vi khuẩn Propionic (giống Propionibacterium ): có trong dạ cỏ và đường ruột của

nhóm động vật nhai lại, gram (+), kị khí không bắt buộc, chuyển hoá acidpropionic, acid acetic, khí CO2… làm hư hỏng chất lượng sữa, bị tiêu diệt ở 75OCsau 20 giây

- Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bàotrong môi trường sữa Protease sẽ tiếp xúc quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sảnphẩm như polypeptide, peptide và axit amin Một số axit amin tiếp tục phân huỷ tạo

NH3, H2S…làm sữa có mùi khó chịu

Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào, enzymenày xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có

mùi ôi Một số giống thường gặp là: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus…Dạng

hình cầu hoặc gậy, hiếu khí lẫn kỵ khí

Trong đó cần chú ý đến loài Pseudomonas fluorescens, vì enzyme protease và

lipase được tổng hợp bởi loài này thường rất bền với nhiệt, chúng là nguyên nhânchính gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chấtlượng sữa

• Eukaryote

Nhóm vi sinh vật eukaryote có nhân chưa hoàn chỉnh Hai đại diện của nhómeukaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi

- Nấm men: cơ thể đơn bào, hình cầu, oval hoặc trứng…Một số loài thường gặp

Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus…thuộc nhóm kỵ khí tuỳ tiện.

Chúng sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất Thường được sử dụngtrong sản xuất sữa chua truyền thống

Pseudomonas fluorescens

- Nấm sợi: hình sợi, phân nhánh Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc,nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 200C đến 300C Một số loài nấm sợi thường nhiễm

vào sữa là: Penicillium camembertii, P roquefortii, P casei, Rhizopus stolonifer…

Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng sữa ở

750C trong 10 – 15 giây

Men cái:

Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic Lênmen lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic lênmen đường lactoza có trong sữa để tạo thành axit lactic Để tiến trình lên men nhanh và

ổn định, người ta cho thêm loại vi khuẩn Leuconostoc hoặc nấm mốc.

 Lên men Lactic đồng hình

Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90 - 98% tổng sản phẩm lên men,sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO2, axetoin…

 Lên men Lactic dị hình

Còn gọi là lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic cònnhiều sản phẩm phụ: axit acetic, rượu ethylic, CO2, dextran…

Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi

sinh vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.

• Lactobacillus bulgaricus (L bulgaricus):

Saccharomyces cerevisiae

Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 500C trong môi trường

có độ axit cao Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đườnglactose

• Streptococcus thermophilus(S thermophilus)

Phát triển tốt ở nhiệt độ 500C

và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37

-400C Đây cũng là vi khuẩn

lactic chịu nhiệt lên men điển

hình, có thể chịu được nhiệt độ

đun nóng đến 650C trong 30

phút nhưng chỉ phát triển được

trong môi trường axit thấp hơn L bulgaricus

Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng khi nuôi cấy chung, tốc độ sảnsinh ra axit của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi riêng

Streptococcus thermophilus phát triển nhanh và tạo ra cả axit lần khí CO2 CO2

và formate tạo ra kích thích cho L bulgaricus phát triển Mặt khác, hoạt động thủy phân protein của L bulgaricus tạo ra peptide và axit amin cần cho sự phát triển của

- S thermophilus chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu khoảng 5.0

- L bulgaricus làm giảm pH xuống thấp hơn nữa (khoảng 4.0)

Những sản phẩm sau quá trình lên men tạo được hương vị của sữa chua:

tỷ lệ giữa whey protein và casein của sữa.

2.1.2 Nguyên liệu phụ:

2.1.2.1 Chất tạo ngọt:

Để tăng vị ngọt cho yaourt, người ta thường bổ sung đường(glucose,saccharose…) vào sữa trong quá trình chế biến Đường có thể bổ sung trựctiếp hoặc dưới dang pureé trái cây Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng,các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là tinh luyện

2.1.2.2 Chất nhũ hóa:

Chất nhũ hóa được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua, như tạo

độ gel bền vững làm cho sữa không bị tách lớp trong quá trình bảo quản Chất nhũ hóađược sử dụng cần đạt một số yêu cầu sau:

+ Không độc hại đối với sức khoẻ con người

+ Chế phẩm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ có thẩm quyền

2.1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính, phụ:

2.1.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính:

a. Sữa tươi nguyên liệu:

Theo TCVN 7405:2009 (Sữa tươi nguyên liệu)

Các chỉ tiêu cảm quan (được quy định trong Bảng).

Bảng 1- Các chỉ tiêu cảm quan

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

1 Màu sắc Từ màu trắng đến màu kem nhạt

2 Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng của sữa tươi tự nhiên, không có mùi,

1 Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn 11,5

2 Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn 3,2

3 Hàm lượng protein, % khối lượng, không nhỏ hơn 2,8

4 Tỷ trọng của sữa ở 20 0C, g/ml, không nhỏ hơn 1,026

Đối với giống vi khuẩn khởi động:

Giống vi khuẩn được chuẩn bị, có chứa một hoặc một số chủng vi sinh với số lượng lớn (số vi khuẩn sống nhiều hơn 108 CFU/g hoặc 108 CFU/ml), được bổ sung vào để tạo phản ứng enzym mong muốn (ví dụ: lên men lactose tạo thành trong quá trình sinh axit, phân hủy axit thành axit propionic hoặc các hoạt động chuyển hóa khác liên quan trực tiếp đến các đặc tính của sản phẩm cụ thể)

VÍ DỤ: Các giống vi khuẩn khởi động quan trọng nhất gồm vi khuẩn lactic (2.2), vi khuẩn propionic (2.3), vi khuẩn bifidus (2.4) được mô tả trong tiêu chuẩn này.Các giống vi khuẩn khởi động bao gồm: đơn chủng; đa chủng, đơn loài; đa loài

Ngoài ra, giống khởi động còn là: vi khuẩn ưa nhiệt trung bình, vi khuẩn ưa nhiệtGiống khởi động thường ở dạng: lỏng, đông lạnh hoặc dạng khô

c. Sữa bột gầy:

Theo TCVN 7979: 2013: Sữa bột và cream bột

Hàm lượng chất béo sữa tối đa: 1,5 % (khối lượng)

Hàm lượng nước tối đaa): 5 % (khối lượng)

Hàm lượng protein sữa tối thiểu trong chất khô không chứa chất béo của sữaa): 34 %(khối lượng)

a) Hàm lượng nước không bao gồm nước làm kết tinh lactose; hàm lượng chất khôkhông chứa chất béo của sữa bao gồm cả nước làm kết tinh lactose

2.1.3.2 Tiêu chuẩn nguyên liệu phụ:

a. Chất tạo ngọt:

Theo TCVN 6958:2001 ( Đường tinh luyện ) (Tham khảo phụ lục[])

Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện: phải phù hợp với yêu cầu quy định

trong bảng 1

Bảng 1- Các chỉ tiêu cảm quan

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô

Các chỉ tiêu lý – hóa của đường tinh luyện: phải phù hợp với yêu cầu quy định trong

bảng 2

Bảng 2 - Các chỉ tiêu lý – hóa

ST

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớnhơn 0,03

3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105lượng (m/m), không lớn hơn oC trong 3 h, % khối 0,05

b. Chất ổn định:

Theo Thông tư 27/2012/TT-BYT thông tư về hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm

 Lecithin

− Nguồn gốc:Lecithin là dẫ xuất của acid phosphatydic mà nhóm thế là Cholin

Hai phân tử acid béo hấp dẫn nhau nên chúng xếp trên cùng một hướng Đuôi của acid béo chứa gốc kỵ nước (CH3) tạo nên phần kỵ nước của lecithin.Liên kết của C2-C3 ở gốc glycerin có thể bị quay vặn đị một góc 1800 làm cho

nhóm P phân cực nằm về chiều ngược lại với hai chuỗi acid béo, hình thành đầu

ưa nước của lecithin Do cấu trúc đặc biệt đó mà lecithin là phân tử vừa ưa nướcvừa kỵ nước

Lecithin có tính chất nhũ hòa giúp hòa tan trộn lẫn chất béo và nước

Lecithin an toàn với sức khỏe với lượng cho phép theo TCVN

− Bảo quản và lưu trữ:

Để nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng chiếu vào trực tiếp, tránh độ ẩm, tránhnước, tránh nguồn nhiệt

− Cách sử dụng:

Liều lượng sử dụng theo GMP ()

Chất điều chỉnh độ axit

339 Natri phosphat 5 000 mg/kg dùng riêng lẻ hoặc kết

hợp, tính theo chất khô

471 Monoglyxerit và diglyxeritcủa các axit béo 2 500 mg/kg

Chất chống vón

170 (i) Canxi cacbonat

10 000 mg/kg dùng riêng lẻ hoặckết hợp

341 (iii) Tricanxi phosphat

343 (iii) Trimagie phosphat

504 (i) Magie cacbonat

551 Silic dioxit, vô định hình

2.2 Quy trình sản xuất:

2.2.1 Tiêu chuẩn về sản phẩm sữa chua

Dựa vào TCVN 7030:2009, TCVN 7030:2002 (chủ yếu là TCVN 7030:2009)

Yêu cầu kĩ thuật: áp dụng tiêu chuẩn TCVN 7030:2002

• Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua

Được quy định trong bảng 1

Bảng 1 – Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua

1 Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng của phụ liệu bổ

sung

2 Mùi, vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

3 Trạng thái Mịn, đặc sệt

• Các chỉ tiêu lý-hoá của sữa chua

Được qui định trong bảng 2.

Bảng 2 – Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu

Sữa chua

Sữa chua đã tách một phần chất béo

Sữa chua gầy

1 Hàm lượng chất khô không

chứa chất béo, % khối lượng,

a) Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua (Được qui định trong bảng 3)

Bảng 3 – Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua

b) Độc tố vi nấm của sữa chua

Aflatoxin M1: không lớn hơn 0,5 µg/l

c) Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và dư lượng thuốc thú y của sữa chua.

Theo "Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với lương thực, thực phẩm" Quyết định số867/1998/QĐ-BYT

• Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua.

Được qui định trong bảng 4

Bảng 4 – Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua

Tên chỉ tiêu

Mức cho phép Không xử lý

Chuẩn hóaLọcBài khí

Đồng hóaSữa tươi nguyên liệu

Sản phẩm

2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua

2.2.4 Thuyết minh quy trình sản xuất sữa chua

2.2.4.1 Lọc 1

− Mục đích: loại bỏ các tạp chất, bụi bẩn, tác nhân vật lý có kích thước lớn lẫn vào sữa

trong quá trình vắt và vận chuyển

Hiệu chuẩn chất béo

− Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm Yoghurt Chuẩn hóa

sữa được thực hiện dựa trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phậnphối trộn, các dụng cụ đo ( lưu lượng kế, tỷ trọng kế,…), bơm và thùng chứa.Hàm lựợng chất béo trong Yoghurt thành phần dao động trong khoảng 0,5-3,5%.Hàm lượng béo cao, dễ gây ra hiện tượng tách pha ở Yoghurt

− Nguyên tắc thực hiện:

• Nếu hàm lượng béo thấp, ta tiến hành tính toán và bổ sung thêm cream

• Nếu hàm lượng béo cao, ta tiến hành tính toán và tách bớt cream ra

− Yêu cầu:

• Hàm lượng chất khô không béo

Theo quy định của FAO/WHO nhỏ nhất là 8.2%

Sữa tươi: hàm lượng chất khô trung bình là 13%

• Để chuẩn hóa hàm lượng chất khô:

 Cô đặc (10-20% thể tích sữa)

 Thêm vào bột sữa không kem, dùng đến 3%

 Thêm vào sữa cô đặc

 Chất béo

 Yaourt có hàm lượng chất béo từ 0-10%

 Thường dùng nhất là hàm lượng béo 0,5-3%

Hiệu chỉnh hàm lựợng chất khô (SnF_Solid non Fat)

− Mục đích: Xác định hàm lượng chất khô có trong sữa Yếu tố này rất quan

trọng, nó quyết định đến độ cứng của sản phẩm sữa chua tạo thành

• Nếu hàm lượng chất khô quá thấp, thì khả năng động tụ của sản phẩm sữa chuarất thấp

• Nếu hàm lượng chất khô quá cao thì sản phẩm sữa chua tạo thành có độ cứngcao

Theo Bourgeois và Larpent (1989), tổng hàm luợng chất khô tối ưu cho quátrình lên men trong sản xuất Yoghurt là 14-16% Thực tế, mỗi nhà sản xuất chọn mộtgiá trị thích hợp cho sản phẩm của mình Thông thừơng, sữa tươi có hàm lựơng chấtkhô khoảng 11,5-12,7% Để tăng nhanh hàm lượng chất khô trong sữa tươi, chuẩn bịcho quá trình lên men, ta có thể chọn một trong những phương pháp thông dụng sauđây:

• Cô đặc sữa trong điều kiện chân không để làm bay hơi đi một lượng nước nhấtđịnh Thể tích sữa sau quá trình cô đặc thường giảm đi từ 10-20% Khi đó, tổnghàm lựơng chất khô trong sữa sẽ tăng từ 1,5-3,0% Các nhà sản xuất có thể sửdụng thiết bị bài khí, kết hợp cô đặc trong điều kiện chân không hoặc thiết bị côđặc sữa dạng màng tơi

• Bổ sung thêm bột sữa gầy vào sữa tươi : hàm lượng bột sữa gầy sử dụng thườngcao hơn 3% so với khối lựơng sữa tươi

• Bổ sung thêm sữa cô đặc vào sữa tươi

Xử lý sữa gầy bằng phương pháp siêu lọc trên thiết bị membrane Dòng sảnphẩm không qua màng thoát ra từ thiết bị siêu lọc có hàm lượng chất khô cao sẽ được

sử dụng để bổ sung vào sữa tươi

Tuỳ thuộc vào nguồn nguyên liệu và thiết bị sẵn có mà mỗi nhà máy sẽ chọnmột giải pháp thích hợp cho việc hiệu chỉnh tổng hàm lượng chất khô trong nguyênliệu sữa tươi

2.2.4.3 Trộn hòa tan

− Mục đích: Phân tán, hòa tan đồng đều các thành phần nguyên liệu

− Phương pháp thực hiện: nước và sữa bột gầy được thực hiện tuần hoàn

giữa cân điện tử và bồn phối trộnThiết bị: thùng phối trộn có cánh khuấy

Nhiệt độ phối trộn 40 – 45oC

2.2.4.4 Lọc2

− Mục đích: Loại bỏ tạp chất, các chất không hòa tan trong sữa

− Phương pháp thực hiện: Lọc cơ học

Dịch sau trộn được bơm qua bộ phận lọc dạng ống, kích thước lỗ lọc 250 μm.Sau khi lọa bỏ tạp chất, dịch trộn được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt để thưchiên quá trình sau

Trong quá trình này, chỉ có cặn được tách ra, không có sự biến đổi nào của sữa

Hình 4: Kỹ sư điều khiển hệ thống chế biến sữa

Hình :Thiết bị lọc túi tháo rời

2.2.4.5 Bài khí

− Mục đích: Trong sữa có nhiều khí lạ cần loại trừ nếu không sẽ phá huỷ mùi hương đặc

trưng của Yoghurt Trong khi sữa có nhiều khí, nó sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệtnghĩa là làm tăng chi phí cho sản xuất (thanh trùng, đồng hoá) Trong trường hợp thanhtrùng sau khi đã đóng hộp, tại nhiệt độ thanh trùng, nhiệt độ của khí sẽ tăng lên làm vỡhộp

Hàm lượng chất khí hoà tan trong nguyên liệu càng thấp càng tốt Khi đó, hiệuquả của quá trình đồng hoá và thanh trùng sẽ tăng, các hợp chất bay hơi có mùi khóchịu trong sữa sẽ đựợc tách bỏ và chất lượng Yoghurt sẽ tốt hơn

Nếu như các nhà sản xuất bổ sung bột sữa gầy vào sữa tươi để hiệu chỉnh hàmlượng chất khô, sự khuấy trộn hỗn hợp sẽ làm tăng lượng khí hoà tan trong sữa Khi

đó, trong quy trình bắt buộc phải có quá trình bài khí

− Nguyên tắc thực hiện: kết hợp giữa nhiệt độ với áp lực chân không.

Thông số kỹ thuật: nhiệt độ là 70oC và áp suất tương ứng

Thiết bị gia nhiệt: ống lồng ống, bản mỏng… Tác nhân gia nhiệt là hơi nước

2.2.4.6 Đồng hoá

− Mục đích: Ổn định hệ nhũ tương, tránh hiện tượng tách pha của chất béo xảy ra

trong quá trình lên men sữa và làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm Yoghurt

Thông thường, đồng hoá được thực hiện ở áp lực 200-250 bar, nhiệt độ65-70oC

− Phương pháp thực hiện:

• Đồng hoá toàn phần: 1 cấp hoặc 2 cấp

• Đồng hoá một phần: dòng cream (10% max), dòng sữa gầy

Thiết bị: rất đơn giản chỉ cần có sự thay đổi tiết diện đột ngột tạo nên sự va đập,hiện tượng chảy rối, hiện tượng xâm thực.

Theo Luquet (1985), trong quy trình công nghệ sản xuất Yoghurt có hàm lượngchất béo thấp, các nhà sản xuất không nên bỏ qua giai đoạn đồng hoá trong nguyênliệu Quá trình đồng hoá ảnh hưởng tốt đến cấu trúc của micelle trong sữa và cải thiệncấu trúc của Yoghurt thành phẩm

Hình : Bộ phận chính trong đồng hóa áp lực cao

2.2.4.7 Thanh trùng

1. Bộ phận sinh lực thuộc hệ thồngtạo đồi áp

2. Vòng đập

3. Bộ phận tạo khe hẹp

4. Hệ thống thủy lực tạo đồi ép

5. Khe hẹp

− Mục đích: Tiêu diệt hoặc ức chế tối đa hệ vi sinh vật và các enzyme có trong

sữa Ngoài ra, quá trình này còn làm biến tính sơ bộ protein sữa, đặc biệt là cácwhey protein Nhờ đó, trong quá trình lên men lactic, khối đông được hình thànhvới cấu trúc ổn định, hạn chế sự thoát huyết thanh ra khỏi cấu trúc gel khi bảoquản Yoghurt Theo Bylund Gosta (1995), đó là do - thành phần chính trongwhey protein- đã tương tác với trong cấu trúc micelle làm cải thiện cấu trúcđông của Yoghurt

Quá trình xử lý nhiệt thường được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng hoặc ống lồng ống Chế độ xử lý là 90-95oC trong 3-5 phút

Hình: Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

2.2.4.8 Làm nguội

− Mục đích: là giai đoạn chuẩn bị cuối cùng để đưa sữa vào giai đoạn lên men, tạo điều

kiện môi trường (nhiệt độ) tốt, thích hợp cho quá trình phát triển của giống vi sinh vậtCác biến đổi chính: chủ yếu xảy ra biến đổi vật lý: nhiệt độ khối sữa giảm từ từ đếnnhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men